Tehotransistorin oikosulkusuojauksen toteuttava kytkentä
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2013-08-30
Major/Subject
Sähkötekniikka
Mcode
S-81
Degree programme
EST - Elektroniikka ja sähkötekniikka
Language
fi
Pages
71+10
Series
Abstract
Tässä työssä on tutkittu virranmittaukseen perustuvaa tehotransistorin oikosulkusuojauskytkentää. Tehoelektroniikkalaitteissa yleisen puolijohdekomponentin IGBT:n (Insulated Gate Bipolar Transistor ) ominaisuutena on, että sopivalla hilaohjauksella komponentin läpi kulkeva oikosulkuvirta voidaan katkaista. Työn teoriaosuudessa on selvitetty kirjallisuuden avulla mitä pitää ottaa huomioon IGBT:n oikosulkusuojausta suunniteltaessa. Selvityksen perusteella suojauksen pääasiallisena tehtävänä on estää puolijohdekomponentin ylikuumeneminen oikosulun aikana ja pitää komponenttiin kohdistuva jänniterasitus sallitulla tasolla virran katkaisun yhteydessä. Oikosulun tai ylivirtavian havaitseminen transistorin virran tason perusteella on periaatteessa luontevaa, koska virta on näissä vikatyypeissä primäärisuure. Ongelma on kuitenkin siinä, että sopivan virranmittausmenetelmän löytäminen ei ole itsestään selvää varsinkaan suuritehoisissa sovelluksissa. Tässä työssä tutkittiin IGBT-tehomoduulin sisäisten hajasuureiden hyödyntämistä virranmittauksessa. Menetelmän etuna on pieni tilan tarve. Idean toimivuutta kokeiltiin ensin simuloimalla, minkä pohjalta toteutettiin prototyyppi. Virranmittausperiaatteen toimivuus todettiin mittauksilla, minkä jälkeen koko suojauskytkentää testattiin tekemällä oikosulkukokeita taajuusmuuttajalle, johon prototyyppi oli asennettu. Kokeiden mukaan ehdotettu oikosulkuvalvonta voi havahtua ennen kuin transistori siirtyy niin sanotulle aktiivialueelle, missä tehopuolijohteessa syntyvä tehohäviö kasvaa dramaatisesti. Tämä on ehdotetun menetelmän etu verrattuna IGBT:n oikosulkusuojauksessa yleisesti käytettyyn saturaatiojännitevalvontaan.Description
Supervisor
Kyyrä, JormaThesis advisor
Laitinen, MattiKeywords
IGBT, short-circuit, protection, gate driver, current measurement, IGBT, oikosulku, suojaus, hilaohjain, virranmittaus